Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Варьирование содержания гумуса в пределах одного поля 10
1.1. Понятие «неоднородности» почвенных свойств 10
1.2. Возможные изменения содержания гумуса во времени 11
1.3. Изменение содержания гумуса в пространстве 13
1.3.1. Диапазон варьирования гумуса в пространстве 13
1.3.2. Причины варьирования содержания гумуса в пределах угодья 15
1.4. Гумусное состояние почв и его связь с урожаем сельскохозяйственных культур 17
1.5. Варьирование свойств черноземов
ГЛАВА 2. Подходы и методы к изучению и учету неоднородности почвенных свойств в пространстве 20
2.1. Статистические методы 20
2.2. Методы пространственной статистики (геостатистики) 21
2.3. Описание пространственных закономерностей с помощью сем и вар и о грамм 22
2.4. Построение карт распределения отдельного почвенного свойства 26
2.4.1. Методы интерполяции 26
2.4.2. Ошибки интерполяции и точность карт 29
2.4.3. Сравнение интерполяционных карт 31
2.5. Учет варьирования содержания гумуса в пределах угодья в многолетних стационарных опытах 32
2.6. Учет неоднородности почвенных свойств в координатном (точном) земледелии 33
ГЛАВА 3. Объекты и методы исследования 35
3.1. Этапы проведения эксперимента 35
3.2. Объекты исследования 37
3.2.1. Характеристика УОПЭЦ «Чашпиково» (участки 1 и 2) 37
3.2.2. Группа участков 3 (ДФ ВНИИМЗ) 43
3.2.3. Участок4 (Курская обл.) 44
3.3. Полевые исследования 45
3.4. Лабораторные исследования и погрешности определения гумуса в разных лабораториях 50
3.5. Технические решения и программное обеспечение 53
ГЛАВА 4. Варьирование содержания гумуса на ключевых участках 54
4,1. Статистические характеристики содержания гумуса, связь с другими показателями 54
4.2. Сопоставление результатов площадного опробования в зависимости от схемы опробования и времени обследовании участка 59
4.3. Сопоставление результатов линейного опробования 60
4.4. Сравнение результатов площадного и линейного опробования 62
4.5. Доверительные интервалы для среднего и дисперсии в зависимости от числа точек опробования 63
4.6. Варьирование параметров семивариограмм 64
4.6.1. Варьирование параметров семивариограмм площадного опробования 64
4.6.2. Варьирование параметров семивариограмм линейного опробования 70
4.7. Изменение дисперсии с увеличением расстояния между точками 72
ГЛАВА 5. Сравнение карт распределения содержания гумуса на ключевых участках 75
5.1. Способы сравнения карт отдельных почвенных свойств 75
5.2. Сравнение карт одного участка, построенных при разных способах опробования, и карт разных участков 77
5.3. Влияние условий интерполяции на карту 86
5.4. Способы выделения на поле участков однородных по содержанию гумуса 90
Выводы 96
Заключение 98
Список литературы 99
Приложения
- Возможные изменения содержания гумуса во времени
- Описание пространственных закономерностей с помощью сем и вар и о грамм
- Сопоставление результатов площадного опробования в зависимости от схемы опробования и времени обследовании участка
- Сравнение карт одного участка, построенных при разных способах опробования, и карт разных участков
Возможные изменения содержания гумуса во времени
Среднее содержания гумуса по полю изменяется во времени незначительно. Так, в работе В. В. Лапа с соавторами (2000) в ходе многолетнего опыта изучался вопрос изменения содержания гумуса в дерново-подзолистой почве при внесении удобрений. Авторы за фи кс провал и, что за 10 лет использования дерново-подзолистойсуглинистой почвы без внесения удобрении среднее содержание гумуса снизилось на 0,16% (с 1,72% до 1,56%); за 8 лет без внесения удобрений среднее содержание гумуса в дерново-подзолистой супесчаной почве снизилось на 0,06% (с 2,72% до 2,66%). Это изменение составляет около 9,7% от среднего значения для суглинистой и 2,3% для супесчаной дерново-подзолистой почвы. При исследовании дерново-подзолистых пахотных почв Смоленской области было показано, что содержание и запасы гумуса стабилизируются в течение 5-8 лет после распашки целинных почв (Ганжара, Хохлов, 1978), и содержание и запасы гумуса даже без внесения удобрений на протяжении 20 лет практически не изменились (Хохлов, 1980). Таким образом, можно предположить, что содержание гумуса в дерново-подзолистой почве сельскохозяйственного угодья при длительном использовании остается почти постоянным, изменение составляет не более 10% от среднего содержания по полю в целом. Гумусовые ареалы внутри угодья с течением времени не меняются. Так, В. П. Белобров (1972) показал, что содержание гумуса и мощность гумусового горизонта - это свойства почв, устойчивые во времени в пределах классификационных групп.
Количественные значения гумуса дифференцированы по почвенным разностям. Зоны повышенного ( 2%) и пониженного ( 1,5%) содержания гумуса локализованы на территории поля и не меняют своего положения в течение 10 лет (Прохорова, Фрид, 1993). Стабильность во времени обусловлена тем, что на содержание гумуса больше влияют природные процессы, чем антропогенное воздействие (Винь, 2000). -їаким образом, по данным исследований пахотных дерново-подзолистых почв можно говорить о незначительном количественном изменении содержания гумуса в течение длительного времени как но полю в целом, так и в его частях. Варьирование в течение сезонаИзменение содержания гумуса в течение сезона было изучено II, Ф. Ганжарой и В. Г. Хохловым (1978). Они показали, что максимальное изменение содержания гумуса в дерново-среднеподзол истой легкосуглинистой почве в течение одного года составляет около 0,2 абсолютных % гумуса. Области максимального и минимального содержания гумуса локализованы более-менее устойчиво, т.е. не меняют своего местоположения в течение года (Козловский, Роде, 1976). При проведении модслыю-полевого опыта на дерново-подзолистой слабоокультуренной супесчаной почве было получено, что на делянке площадью 50 м колебание содержания гумуса за летне-осенний период в 2,5 раза ниже, чем пространственная пестрота (Перепелица и др., 1990). 1.3. Изменение содержания гумуса в пространстве 1.3.1.
Диапазон варьирования гумуса в пространстве По многочисленным публикациям (Абрукова, 1995; Винь, 2000; Григорьев, 1970; Гришина, Моргун, 1978; Доспехов и Мазурина, 1970; Ильвес, Лобзева, 1985; Орлов, Овчинникова, 1987) содержание гумуса в пределах угодья в среднем изменяется от 1,1% до 2,2%, а коэффициент вариации колеблется от 10% до 32%. Однако, встречаются данные, выходящие за эти пределы. Так, Т. П. Минина (1985) в исследованиях полей с помощью метода малых площадок получила, что пестрота показателей гумусного состояния пахотных дерново-подзолистых почв характеризуется более высоким коэффициентом вариации (34-64%). Напротив, но данным В. Л. Березовского с соавторами (1985), коэффициент вариации содержания гумуса в пределах одного поля изменяется от 8% до 12%. В. П. Белобров (1972), изучая случайную изменчивость почвенных свойств в пределах элементарных почвенных ареалов (участки по 25 га), получил, что варьирование содержания гумуса в пределах отдельных ЭПЛ может быть оценено коэффициентом вариации равным 10-23%, что сопоставимо с варьированием в пределах одного сельскохозяйственного угодья. Изменение статистических показателей варьирования почвенных свойств с увеличением площади опробования было одними из первых отмечено Б. А, Доспеховым и В. А. Мазуриной (1970) в нолевых опытах на легкосуглинистой дер но по-подзол истой почве. Ими было выявлено, что интервал значений содержания гумуса закономерно возрастает по мере увеличения площади делянки до 0,024 га, что в пересчете на линейные размеры соответствует примерно 15-25 м, а дальнейшее увеличение площади не оказывает существенного влияния на значение коэффициента вариации. Таким образом, пространственное варьирование гумуса внутри сельскохозяйственного угодья составляет значительную величину и характеризуется коэффициентом вариации от 10% до 60%. Такой широкий интервал в значении коэффициента вариации для содержания гумуса пахотных дерново-подзолистых почв может быть обусловлен множеством причин. Мнения различных авторов но вопросу о причинах пространственного варьирования почвенных свойств, и, в частности, гумуса неоднозначны. В подзоне южной тайги распространены пятнистости, слагаемые почвами разной степени и глубины оподзоливания (Кауричев, Романова, 1992). При глубокой вспашке дерново-подзолистых почв пахотный слой захватывает нижележащие генетические горизонты, что приводит к неоднородности пахотного слоя. Можно также предположить, что пахотные почвы наследуют закономерности пространственного распределения гумуса в лесных биогеоценозах, где каждое дерево является центром поля, по радиусу которого некоторые свойства закономерно изменяются (Карпачевский, 1972). Ряд авторов считает рельеф основной причиной варьирования гумуса. И. Ф. Кузякова и Я. В. Кузяков (1997) показали, что варьирование органического углерода в пахотном слое тяжелосуглинистой дерново-подзолистой почвы в основном обусловлено микрорельефом и постоянно воспроизводится, не сглаживаясь комплексом агротехнических приемов. Авторами сделан вывод о том, что в тех позициях микрорельефа, где создаются препятствия на пути движения временных водных потоков, или на выположенных участках микросклонов содержание органического углерода в почве выше, чем на боковых участках склонов. Данный вывод подтверждает объяснения Д. С. Орлова (1969) о том, что в пахотной дерново-подзолистой почве снижение содержания гумуса, по сравнению со средним, связано с развитием эрозионных процессов, а увеличение содержания гумуса обусловлено неравномерным распределением остатков корневых систем и неравномерной скоростью их разложения. З.Л.Прохорова (1980), изучая пестроту почвенных свойств на базе
Описание пространственных закономерностей с помощью сем и вар и о грамм
Сем и вар и о грамм а - это инструмент для оценки степени пространственной корреляции, имеющейся в данных, и основа для проведения кригинга (Иванникова, Мироненко, 1988). Для построения экспериментальной семивариограммы (semivariance) пары точек сортируются по классам в соответствии с разностью их координат --(расстоянием между ними, называемом шагом). По формуле (1) вычисляется среднее значение квадратов разностей для каждого значения шага (для каждого класса измерений). где у(п)-семивариограмма; N(h) - количество нар точек, удаленных друг от друга на расстояние шага h; z(x) - значение свойства в точке х. Как следует из формулы, семивариограмма характеризует зависимость среднего квадрата разности значений изучаемого показателя от расстояния между точками опробования, в которых эти значения измерены. На графике, описывающем эту функцию, откладывается половина дисперсии показателя как функция расстояний между точками опробования. Семивариограмма называется изотропной, если она зависит только от шага, но не зависит от направления. По характеру пространственной зависимости от шага отпробования выделяют следующие «крайние» типы семивариограмм (McBratney, Webster, 1986): а) значения семивариограммы колеблются на одном уровне, что говорит об отсутствии пространственной корреляции («чистый наггет эффект»); б) значения у между точками опробования линейно повышается с увеличением расстояния между ними (тренд); в) у постепенно увеличивается, а затем выходит на плато (транзитивная семивариограмма). На рисунке 1 показана транзитивная семивариограмма с «наггет-эффсктом». Максимальное значение функции у (h), если семивариограммы транзитивна, называют порогом, величина которого должна примерно соответствовать дисперсии случайной величины.
Рангом (R) называют расстояние между точками (h), начиная с которого значение функции y(h) не изменяется. Ранг определяет размеры однородных структур, выделяемых и почвенном покрове. Когда расстояние между точками (h) стремится к нулю, значение у (h) приближается к некоторому значению, называемому «наїтет-эффект» (или «эффект самородка») и обозначается Со . В него входит варьирование случайной величины на расстояниях меньших, чем шаг, использованный в модели, а также варьирование, связанное с аналитическими ошибками. Разница между порогом и «наггет-эффектом» обозначается С. Семивариограмма рассматривается как графическое представление некоторой функции, поэтому можно подобрать модель, которой она аппроксимируется. Для транзитивных семивариограмм обычно используют три основные модели: сферическую, экспоненциальную и модель Гаусса. Гауссова и экспоненциальная модели отличаются от сферической формой кривой на расстоянии меньших ранга (McBratney, Webster, 1986). В работе была использована сферическая модель с «наггет-эффектом» как наиболее распространенная для описания транзитивных семивариограмм. Она описывается уравнением: На расстояниях между точками, меньших R, наблюдается корреляция в данных. Далее семивариограмма выходит на плато (Со+С), где достигает пороговогорначения. Подбор оптимальных параметров модели осуществляется по методу наименьших квадратов. Отношение суммы квадратов отклонений, связанных со случайностью, к общей сумме квадратов отклонений (ssd/sst) служит критерием качества подбора модели. Чем меньше отношение ssd/sst, тем лучше модель описывает данные (Иванннкова, Мироненко, 1988).
Параметры модели семивариограмм используются для пространственной интерполяции данных методом кригинга, поэтому точность --ссмивариограммы обуславливает точность интерполяции данных (Brus, Gruijer, 1997). Факторы, влияющие на точность модели семивариограммы, были подробно изучены почвоведами-геостатистиками. Для точной оценки параметров модели семивариограммы важным фактором является количество точек отбора. R. Webster и М. Л. Oliver (1992) получили доверительный интервал для семивариограмм с помощью моделирования больших полей значений свойства и вычисления наблюдаемых семивариограмм и квартилей для них. Они сделали вывод, что выборка для построения семивариограмм должна быть не менее 150 точек, а 225 точек дают хорошую точность. По данным публикаций можно назвать также такие факторы, как схема расположения точек отбора образцов (Cressie, Hawkins, 1980; Paprits, Webster, 1995; Russo, 1984; Webster, Burgess, 1984; Wright, 1998) и тип модели (Gascuel, Boivin, 1994). Для точной оценки параметров модели семивариограмм точки отбора должны располагаться на небольших расстояниях друг от друга. Стоимость получения большого количества исходных данных является причиной недостаточно повсеместного использования методов геостатистики в почвенных исследованиях. Однако, Т. М. Burgess и R.Webster (1980) показали, что семивариограммы могут быть рассчитаны по данным трансект, полученным на предварительной стадии почвенного исследования территории.
Сопоставление результатов площадного опробования в зависимости от схемы опробования и времени обследовании участка
Рассмотрим данные площадного опробования участка I, исследование которого было проведено 3 раза. Средние по выборкам изменяются от 1,81% по схеме 1 (999 г.) до 2,17% в верхней части пахотного слоя (схема II (5-10 см)) (см. табл. 3). Среднее содержание гумуса и верхней части пахотного слоя (5-10 см) значимо выше, чем содержание гумуса в пахотном слое 0-20 см целиком. Содержание гумуса в нижней части пахотного слоя (20-25 см) в среднем не отличается, но дисперсия на глубине 20-25 см существенно выше, чем в слое 0-20 см. При сравнении результатов опробования по схеме I, было выявлено, что повторная реализация схемы І в 1999 г. дала те же статистические параметры, что и в 1994 г. с незначительным смещением среднего и квартилей в сторону меньших значений. За пять лет среднее гумуса в слое 0-20 см на участке 1 значимо понизилось на 0,17% гумуса. Размах варьирования не изменился.
Такое снижение содержания гумуса в пахотном слое дерново-подзолистых почв без внесения удобрений согласуется с имеющимся в литературе данным (см. п.п. 1.2). Однако, это изменение значительно меньше, чем было получено по небольшому числу точек для соседнего участка на Кирпичном ноле (Овчинникова, 1997). Небольшое --понижение содержания гумуса может быть обусловлено вспашкой, проведенной на Кирпичном иоле в 1997 г. Средние значения содержания гумуса в образцах, отобранных вдоль траншеи на участке 1, составляют 1,85% в верхней части пахотного слоя и 1,46% в нижней (см. табл. 3). Эти значения значимо отличны, однако дисперсии верхней и нижней частей гумусового горизонта однородны. На рисунке 11 показана регистрограмма распределения гумуса вдоль траншеи на двух глубинах. Пониженное значение содержания гумуса в верхней части относительно содержания гумуса в нижней части пахотного слоя в некоторых точках (6м и 8 м) возможно связано с примешиванием в верхней части материала из нижележащих слоев во время вспашки. На участке 1 средние значения гумуса линейного и площадного опробования но схеме I значимо не отличаются. Распределение гумуса вдоль трансекты на участке I представлено на рисунке 12. Среднее значение содержания гумуса вдоль трансекты составляет 1,83 %. При сглаживании с разными окнами вдоль трансекты на участке 1 не было выявлено периодичности в изменчивости гумуса на 6 м. Не было выявлено значимой связи содержания гумуса и с относительными превышениями вдоль трансекты. Регистрограмма распределения содержания гумуса вдоль трансекты на участке 2 показана на рисунке 12.
Среднее значение содержание гумуса вдоль 6-ти метровой трансекты на участке 2 составляет 2,85 %, что па 0,41% гумуса выше, чем среднее на всем участке, что объясняется расположением трансекты в области повышенных значений. Была выявлена слабая -корреляция с относительными превышениями вдоль трансекты. Коэффициент корреляции равен 0,4, при сглаживании с окном 0,7 м коэффициент возрастает до 0,6. Сравнивая результаты линейного опробования на участке 1 получили, что среднее для образцов из верхней части пахотного слоя, отобранных из 9-ти метровой траншеи, значимо не отличается от среднего значения образцов пахотного слоя целиком вдоль 6-ти метровой трансекты на том же участке через 2 года. Среднее значение вдоль траншеи для глубины 20-25 см значительно ниже. Коэффициенты вариации для линейного опробования на участке 1 близки и составляют 12-14%. Разница в средних вдоль линий на участках 1 и 2 значима и сопоставима с разницей средних площадного опробования на этих участках. Изменение содержания гумуса вдоль линий на участках З (ДФ ВНИИМЗ) отличается большим варьированием, чем на участках 1 и 2. Так, коэффициент вариации на участке в Матвеево выше, чем при опробовании вдоль трансекты на участке 1 в 4 раза. Дисперсия содержания гумуса в нижней части пахотного слоя в траншее в 10 раз ниже, чем дисперсия, полученная для глубины 20-25 см в площадном опробовании. Для верхней части пахотного слоя дисперсии сопоставимы. Следовательно, основная доля варьирования гумуса на глубине 20-25 см сосредоточена на расстояниях, больших 9 м. Среднее значение содержания гумуса вдоль 6 метровой трансекты на участке I составляет 1,83%, что сходно со средним но участку 1 для схемы I (1999 г.). Варьирование гумуса по трансскте на участке 1 имеет меньшее отклонение от среднего, чем варьирование по полю в целом. Варьирование --гумуса вдоль трансекты на участке I занимает ровно половину (50%) от общего варьирования по полю. Среднее содержание гумуса вдоль трансекты на участке 2 на 0,41% гумуса выше, чем среднее на всем участке, что, возможно, объясняется расположением трансекты в области повышенных значений содержания гумуса в пахотном слое. Дисперсия вдоль трансекты составляет чуть меньше половины (42%) дисперсии на всем участке 2. Коэффициенты вариации для линейного и площадного опробования участка 2 близки и составляют 10% и 14% соответственно. Таким образом, статистически анализ выборок, полученных при обследовании участка 1 разными способами, показал, что только между средними опробования по схеме 1 (1999 г.) и вдоль трансекты на участке 1 не было получено достоверных различий.
Средние вдоль трансект характеризуют состояние пахотного слоя на локальном участке поля, где была заложена трансекта. Дисперсия вдоль линии в 2-2,5 раза ниже, чем при опробовании поля целиком, кроме случая с нижней частью пахотного слоя, когда дисперсия при площадном опробовании в 10 раз превышает дисперсию по траншее. Для вариантов площадного опробования были рассчитаны доверительные интервалы для среднего и дисперсии в зависимости от числа точек опробования (см. приложение VI). Интервалы для схемы I на участке 1 были рассчитаны для усредненных значений 1994 и 1999 гг. (рис. 13). При уменьшение числа точек опробования от 100 до 30 доверительный интервал
Сравнение карт одного участка, построенных при разных способах опробования, и карт разных участков
Для всех вариантов опробования были построены интервальные карты. Граничными значениями для интервалов были выбраны нижний квартиль, медиана и верхний квартиль. Для сравнения карт удобнее использовать значения квартилей для одной из карт. На рисунке 20 представлены интервальные карты распределения гумуса на участке 1 для опробования 1994 г. (А) и 1999 г. (Б). В 1994 г. повышенное содержание гумуса было локализировано в северо-восточной части участка, в 1999 г. ареал повышенных значений уменьшился по площади, изменилась также -коифигураиия контуров в центральной части участка. Интервальные карты для схемы II представлены на рисунке 21.Поскольку для верхней части пахотного слоя пространственные зависимости наблюдаются на расстоянии 20 метров, карта по схеме II (5-10 см) имеет менее контрастные мелкие контуры и их не много (рис. 22а). На карте нижней части пахотного слоя перепад значений выше, она имеет крупные контуры, обедненные по содержанию гумуса, и отличается от карт по схеме I расположением и размером контуров повышенного содержания гумуса (рис. 22, б). Карты поверхностей показаны на рисунках 23, 24. На них видно, что карты одного способа опробования имеют сходные тенденции. Участки 1 и 2 можно сравнить визуально. На рисунке 25 представлены контурная карты и карта поверхности для участка 2. На рисунке видно, что на участке 2 выделяются несколько пятен повышенного и пониженного содержания гумуса, размером 15-20 м. В таблице 7 представлены значения коэффициентов корреляции (г) между картами разных схем. Все коэффициенты оказались небольшими, но значимо отличными от нуля. Наиболее похожи в этом смысле карты нижней и верхней части пахотного слоя (г=0,45), наименьший коэффициент корреляции между картой схемы II (20-25 см) и схемой I. Коэффициент корреляции между картами 1994 г. и 1999 г. участка 1 составляет 0,34. Для всех интерполяционных карт были рассчитаны медианы невязок. Оказалось, что, значения медианы невязок для карт, построенных с сеткой \ интерполяции 200x200 точек и 100x100 точек, близки. В работе приведены значения медиан невязок для карте сеткой 100x100 точек.
В таблице 8 показаіп,і значения медиан невязок между картами содержания гумуса на участке 1 для разных схем. Видно, что разности между средними (см. табл. 3) значениями гумуса для вариантов опробования и медианы невязок близки. Коэффициент ранговый корреляции Спирмена между этими показателями равен 0,9 и является значимо отличным от нуля. Это подтверждает стационарность распределения содержания гумуса в пространстве. Медианы абсолютных невязок изменяются от 0,19% гумуса до 0,33% гумуса. Наибольшее расстояние наблюдается между картой но схеме 1(1999 г.) и картой нижней части пахотного слоя, наименьшее — между картами схемы I. Если значения показателя на одной карте выше, чем на другой во всех интерполированных точках, то значение медианы невязок равно медиане абсолютных невязок, как, например, для карты верхней части пахотного слоя и карты по схеме I (1999 г.). В другом случае, если количество точек, в которых значение одной карты выше, примерно равно количеству точек, где значение этой карты ниже, то медиана абсолютных невязок значительно превышает медиану невязок. Такой случай наблюдается для карт по схеме I (1994 г.) и карты нижней части пахотного слоя. На карте невязок между картами по схеме I (1994 г.) и схеме І (1999 г.) пидно (см. приложение X), что области наибольшего отличия ориентированы с севера на юг и связаны со снижением среднего значения за пять лет в северо-восточной части участка.
Наши исследования показали, что дисперсия невязок (s„ ) так-же не зависит от сетки интерполяции. В таблице 9 представлены значения дисперсий невязок для пар карт. Она изменяется от 0,068% до 0,184% . Она возрастает при сравнении с картой нижней части пахотного слоя (схема II (20-25 см)), поскольку общая дисперсия в нижней части пахотного слоя достаточно высокая (см. табл. 3). Скользящая дисперсия (smi,D невязок (см. табл. 9) составляет 0,002-0,01%2. Низкие значения скользящей дисперсии невязок свидетельствуют об отсутствии крупных областей на сравниваемых картах, где значения показателя резко отличаются. Возможные критерии для оценки похожести карт В качестве критерия для оценки похожести карт было использовано отношение суммы дисперсий, рассчитанных для интерполированных карт, к дисперсии невязок между ними. Для этого были сделаны следующие рассуждения. Как было показано выше, распределения содержания гумуса для каждого способа опробования можно охарактеризовать нормальным законом. Предположим, что изменение содержания гумуса на каждой из карт происходит независимо. Тогда дисперсия для разности двух независимых случайных величин будет равна сумме дисперсий для каждой из них (Дмитриев, 1995). Для каждой пары сравниваемых карт были рассчитаны следующие показатели (см. табл. 9). Сумма дисперсий исходных у данных (sMCX ) рассчитывалась как сумма дисперсий, приведенных в "у таблице 3. Сумма дисперсий по картам (sK ) вычислялась суммированием двух дисперсий, каждая из которых была посчитана для массива интерполированных значений каждой карты. Дисперсия невязок (s„ ) - это дисперсия для карты невязок. Затем эти показатели сравнивались. Можно видеть, что s(iex sK sa smov . Сумма дисперсий по картам (s/) ниже, чем зисД поскольку вычисляется по сглаженным значениям. По критерию Фишера можно проверить, являются ли sK2 и sH2 однородными. Для этого было рассчитано отношение (F=sK / s„ ). Для всех случаев это отношение больше критического (F ma4 0.05 =1) Для рассчитанного нами числа степеней свободы. Получилось, что сумма дисперсий по картам ($к ) больше суммы дисперсии невязок. Таким образом, все совокупности интерполированных значений гумуса для разных вариантов опробования на участке 1 нельзя считать независимыми. Отношение (sK /s(1) может служить критерием для оценки похожести карт.
Так, наиболее похожи карта нижней части пахотного слоя и карта, построенная но схеме I (1999). Коэффициент ранговый корреляции Спирмена между значениями медиан всех невязок, дисперсий невязок, скользящей дисперсии II коэффициентами корреляции равен нулю. Таким образом, корреляционный анализ и анализ невязок - это способы, предназначенные для поиска различных типов связи между картами. Коэффициент корреляции оценивает прямолинейную связь между выборочными совокупностями значений двух карт, а анализ невязок при сравнении карт несет дополнительную информацию о схожести карт в качестве усредненной оценки разности значений свойства в каждой точке карты. Ошибки построения карт отдельных почвенных свойств В таблице 10 приведена усредненная ошибка построения карт методом кригинга для всех схем опробования для сетки 200 на 200 точек. Усредненная ошибка интерполяции составляет 0,23-0,38% или 0,05-0,14%2гумуса. Ошибки были получены для каждой карты как среднее арифметическое из ошибок предсказания в каждой точке. Они не зависят от оценок. Коэффициент корреляции практически равен 0 (табл. 11). Влияние варьирования параметров модели па карту Чтобы оценить влияние параметров модели на прогнозируемую карту распределения гумуса были построены карты, используя параметры комплексной модели с максимальной и минимальной у, полученной эмпирически по графику (см. приложение XI), а также, разный шаг 2,5, 5 и 10 м. Полученные карты распределения гумуса практически совпали, коэффициент корреляции 0,92-0,99. Таким образом, можно предположить, что варьирование параметров модели семивариограммы в пределах ее доверительного интервала не оказывает значительного влияния на карту распределения свойства.
